maquinas-herramientas de las perfiladoras y cepilladoras

1. Perfiladoras
El perfilado es un proceso de fabricación por deformación plástica que se aplica a
chapa metálica. Se emplea para obtener, a partir de una chapa inicial plana,
productos cuya sección transversal es constante a lo largo de toda la longitud de
los mismos. El perfilado es un proceso continuo y por su alta productividad está
especialmente indicado para series de productos elevadas.
El perfilado es un proceso de conformado por deformación plástica. En perfilado el
conformado consiste en una operación de plegado que se realiza de forma gradual
en sucesivas estaciones, en cada una de las cuales tiene lugar una pasada,
operación o etapa de dicho conformado. De este modo, la sección transversal de
la chapa se va aproximando etapa a etapa a la del perfil a obtener. El diagrama
que contiene las secciones transversales correspondientes a todas las estaciones
de un determinado proceso de perfilado se denomina flor y es uno de los puntos
clave a la hora de diseñarlo.
Las herramientas de perfilado son diferentes rodillos divididos entre las estaciones
que componen el proceso. En cada una de ellas, el contorno de los mismos
reproduce la sección que la chapa debe adoptar al final de esa etapa. Además, el
giro de los rodillos se encuentra accionado, por lo que mediante rozamiento o
fricción hacen avanzar a la chapa de estación en estación. Para facilitar la
fabricación de las herramientas y su montaje en las estaciones, los rodillos de
cada etapa están distribuidos en diferentes ejes. En el caso más habitual existen
dos ejes horizontales (ejes superior e inferior), pero en ocasiones se añaden ejes
verticales (ejes laterales) o incluso ejes en otras direcciones (ejes accesorios) para
facilitar el conformado.
El perfilado tiene lugar a temperatura ambiente y sin modificación teórica del
espesor inicial de la chapa, lo que lo diferencia del proceso de laminación.

2. Materiales y geometrías
Prácticamente todos los metales que se pueden conformar plásticamente son
susceptibles de ser perfilados.2 No obstante, el material más habitual es el acero,
ya que de entre los más comunes en la industria es aquél para el cual el perfilado
presenta las mayores ventajas. En cuanto a los aceros inoxidables, aunque
necesitan fuerzas y potencias más altas, todos pueden ser utilizados excepto
algunos martensíticos. Finalmente, las aleaciones de aluminio también son
habituales, pero la penetración en su sector es inferior porque el perfilado debe
competir con otro proceso de alta productividad como es la extrusión.
Una ventaja importante del perfilado es que puede procesar chapa con
recubrimientos previos, tanto metálicos como el galvanizado como no metálicos
como las pinturas.
En cuanto a la geometría, mediante perfilado es posible fabricar secciones
transversales de una gran complejidad, siempre y cuando no varíen con la longitud
del producto. Puede tratarse tanto de perfiles abiertos como de perfiles cerrados,
siendo habitual para estos últimos la existencia de estaciones de soldadura en la

3. propia máquina perfiladora. Este es el caso de la fabricación de tubos mediante
perfilado.
Aplicaciones en la industria
Actualmente, se estima que en torno a un 8% de las 700 toneladas de acero que
se producen anualmente a nivel mundial emplea como proceso de fabricación el
perfilado.
2 En el caso de Norteamérica, entre un 35 y un 45% del total de chapa de acero
se procesa siguiendo este método
.3 Siendo un proceso tan común, el perfilado da lugar a una gran diversidad de
piezas, destinadas a muchos campos diferentes. Algunos de estos sectores son
los siguientes:
Infraestructuras
Automoción
Construcción
Almacenes y estanterías
Calefacción, ventilación y aire acondicionado
Tubos y tuberías
Electrodomésticos
Mobiliario y hogar
Electricidad y electrónica
Agricultura
La línea de perfilado.
Fabricar productos mediante perfilado requiere siempre realizar operaciones
adicionales sobre la chapa que son complementarias al propio proceso. Algunas
de ellas son necesarias para cumplir con los requisitos de diseño del propio
producto (agujeros, resaltes, soldadura...), mientras que otras se llevan a cabo con

4. el objetivo de facilitar la ejecución del propio perfilado. Para mejorar la
competitividad de la producción, todas estas operaciones se realizan en una única
línea de producción continua que se conoce como línea de perfilado. De este
modo, al principio de la línea se introduce la chapa plana inicial, normalmente en
forma de bobina, y al final de la misma se obtiene directamente el producto ya
terminado y listo para ser enviado al cliente final. El accionamiento de los rodillos
de perfilado es el que permite que la chapa avance sucesivamente a través de
todas las operaciones desde el comienzo hasta el final de la línea.
Línea típica de perfilado.
La existencia y la distribución de los diferentes elementos que componen la línea
de perfilado varía según los casos. No obstante, algunos de ellos son comunes a
la gran mayoría de los casos. Sus funciones son las que se describen a
continuación:
Devanadora. Es la máquina en la que se monta la bobina de chapa que
constituye el material de partida. Mediante un movimiento rotatorio, va
desenrollando el material y alimentando a las siguientes operaciones.
Aplanador. Tiene como función corregir las desviaciones de planitud que presenta
la chapa procedente de la bobina. Consiste en un número determinado de rodillos
(habitualmente de 3 a 11) que, al estar situados alternativamente a dos alturas
diferentes, obligan al material a doblarse de forma sucesiva hacia arriba y hacia
abajo.
Punzonadora. En muchas ocasiones, los productos perfilados deben llevar
agujeros que pueden tener diferentes funciones en el diseño final (ensamblaje,
evacuación de agua, refrigeración de equipos...). Por ello, en las líneas de
perfilado se incluyen prensas de punzonado capaces de imprimir en la chapa
distintos patrones de agujeros. Estos elementos pueden ubicarse dentro de la
línea antes o después de la máquina perfiladora.

5. Perfiladora. Es la máquina en la que se desarrolla propiamente el proceso de
perfilado. Está formada por las sucesivas estaciones en las que se montan los
rodillos de conformado. Además, habitualmente dispone de dos estaciones
auxiliares especiales:
Guía de entrada. Tiene como función asegurar que la posición de entrada de la
chapa a la perfiladora es la correcta. De este modo, siempre va montada antes de
la primera estación de conformado. Existen diferentes tipos de diseños: rodillos
planos, raíles guía...
Cabeza de turco. Se monta después de la última estación de perfilado y tiene
como objetivo corregir los defectos de arqueo, curvado y alabeo que presentan los
productos al final del proceso. Constructivamente puede estar formada por rodillos
similares a los de perfilado o por bloques macizos similares a una matriz de
estirado.
Dispositivo de corte. Como su propio nombre indica, tiene como objetivo cortar la
chapa a la longitud del producto final. Este corte puede realizarse antes o después
del proceso de perfilado. El sistema utilizado más habitualmente es
una prensa con una cuchilla fija y una cuchilla móvil, aunque en ocasiones se
emplean también sierras rotativas, guillotinas o incluso sistemas de corte por láser.
Dispositivo de recogida. Es el encargado de sostener, descargar, extraer o
almacenar los productos ya terminados al final de la línea. Dependiendo del
propósito exacto que deba cumplir, pueden utilizarse respectivamente mesas de
salida, rampas de evacuación, transportadores de rodillos, sistemas de caída
controlada de las piezas...
Deformación del material durante el perfilado
Aunque la productividad del perfilado es muy alta, la deformación que la chapa
sufre durante el proceso es compleja y da lugar a diferentes defectos en el
producto final. Por este motivo, se utiliza habitualmente el análisis de elementos
finitos como herramienta durante el diseño del proceso.
En el proceso de perfilado, la deformación que sufre la chapa es tridimensional.
Por ello, se describe a través de dos tipos principales de deformaciones:4
Plegado transversal. Es la deformación en el plano del perfil. El objetivo del
proceso es producir esta deformación sobre el material, ya que permite doblar la

6. chapa plana hasta obtener un perfil determinado. Si su magnitud resulta excesiva,
puede dar lugar a agrietamiento o fractura del material. Además, es la causa del
defecto de recuperación elástica (springback), bien conocido en otros procesos
como el plegado en prensa o la estampación.
Deformación longitudinal. Es la deformación que sufren las fibras de la chapa en
la dirección de avance a lo largo de la máquina (perpendicular a la de la sección
transversal). Es indeseada, pero aparece como consecuencia de la distancia que
recorre el material a lo largo de la máquina perfiladora. Es la causa de muchos de
los defectos que afectan a las piezas perfiladas.
Mecanismo de retorno rápido
En ingeniería mecánica un mecanismo de retorno rápido es
un mecanismo utilizado en herramientas de maquinado para realizar cortes sobre
una pieza.
Se compone de un sistema de engranajes acoplado a un mecanismo de biela -
manivela, en el cual se encuentra la parte que realiza el corte (pistón).
Tipos de perfiladoras
Máquina de Perfilado Bandeja de Cable de Listón

7. Máquina de Perfilado de Bandeja de Cable
Máquina de Perfilado de Badeja de Cable Lodder
Máquina de Perfilado de Correa en C

8. Máquina de Perfilado de Correa en M
Máquina de Perfilado de Canal en Z
Máquina perfiladora de cubierta de piso

9. Máquina perfiladora de piso deck
Cepilladoras
Cepilladora para trabajar madera
La cepilladora también es conocida como una máquina herramienta que realiza la
operación mecánica de cepillado. Dicha operación consiste en la elaboración de
superficies planas, acanalamientos y otras formas geométricas en las piezas. La
única restricción es que las superficies han de ser planas.
La cepilladora arranca el material haciendo pasar una herramienta de una punta
por la pieza a trabajar. Además de este movimiento, la pieza también se mueve de
tal forma que la herramienta siempre tenga material que quitar, quitándolo de
manera milimétrica.
Descripción del principio de funcionamiento
El trabajo se sujeta sobre la mesa ajustable, si su tamaño y forma lo permiten;
esto se hace en el tornillo de mordaza que a su vez se encuentra fijo a la mesa.
Una herramienta puntiforme _ buril_, fijo al brazo rígido, llamado carro, se mueve
sobre el trabajo con movimiento recíprocamente hacia adelante y hacia atrás. La
longitud de la carrera de avance y el número de carreras por minutos se pueden
ajustar de acuerdo a la longitud del trabajo y su composición. Con una excepción,
el buril, se puede ajustar verticalmente, quita material durante la carrera de avance
solamente. Durante la carrera de regreso de la corredera, la mesa y el trabajo se

10. mueven hacia la herramienta a una distancia predeterminada mientras se
mantiene conectada la alimentación automática de la mesa.
Diseño
La mayor parte de los cepillos se han diseñado con una columna vertical que se
usa para soportar la corredera, mesa y los mecanismos de impulso y alimentación.
En algún momento de su desarrollo se llamaron de columna o pilar. Sin embargo,
puesto que el diseño de tipo de columna se ha generalizado tanto en la
construcción de cepillos, los fabricantes consideran que este hecho ya se ha
convertido en conocimientos general de la industria de máquinas. Por tanto se han
empleado ya términos más significativos y específicos para clasificar estas
máquinas y que indican o señalan algunas características específicas en el diseño
de su producto. Algunos tipos de cepillos comúnmente usados se han diseñados
para desarrollar trabajos de alguna clase definida, con la mayor efectividad
posible. Entre los diseños menos comunes se encuentran el cepillo de cabeza
móvil y el cepillo de corte de jalón.
La clasificación de estas máquinas se ha visto influida por la acción de la máquina
durante la operación de corte. Por ejemplo, en el cepillo de cabeza móvil,
contrariamente al procedimiento general, la corredera y la herramienta, en lugar
del trabajo (pieza bruta), se mueven cuando se conecta la alimentación
automática. Con la limadora de tracción el material se corta en la carrera de
regreso en lugar de la de avance.
En otro grupo de clasificación se ha basado sobre el tipo de mecanismos de
impulso que se utiliza en su fabricación. Por ejemplo, los cepillos en que el
movimiento recíprocamente de la corredera se produce por medio de manivela y
perno, principalmente en el engrane, en el movimiento de la máquina, reciben el
nombre de cepillos de manivela. Similarmente los cepillos de engrane reciben este
nombre debido a una serie de engranes y cremallera que se encuentra en la parte
inferior de la corredera y que mueven a la herramienta de corte sobre el trabajo o
pieza bruta. En el cepillo vertical se tiene aún otra característica de construcción
de diseño, responsable del nombre. La herramienta de corte se mueve en
dirección vertical, en contraste con el movimiento horizontal habitual de la
corredera.

11. Tamaño
El tamaño máximo del cepillo esta designado por la máxima longitud de su carrera
en centímetros. Esta longitud de su carrera puede variar 15 cm en un cepillo de
banco a 90 cm en una máquina de servicio pesado. Este tamaño de la máquina
indica las dimensiones del cubo que puede sujetarse y cepillarse en una máquina
de tamaño conocido. Un cepillo de 40 cm, por ejemplo, se puede ajustar para
cualquier carrera de corredera de 0 a 40 cm en longitud; puede usarse la
alimentación de mesa transversal en un plano de 40 cm de ancho y la distancia
vertical entre la cabeza de la herramienta y la mesa de trabajo en su posición
extrema inferior será suficiente para permitir cepillar la superficie superior a un
cubo de 40 cm que descansa sobre la mesa. El cepillo de manivela de columna
vertical es el que se usa más comúnmente en talleres de máquinas.
Los cepillos en esta clasificación se fabrican en modelos universales, en los cuales
puede ajustarse la mesa en posiciones angulares y modelos simples en los que no
puede cambiarse la mesa. Una de las operaciones más simples con el cepillo es la
de maquinar un vaciado con dimensiones definidas, tomando uno o más cortes de
la superficie.
Descripción del cepillo
Se describirán las partes de un cepillo en el orden en que deben montarse para
armar la máquina.
La base
Descansa directamente sobre el piso del taller, es un vaciado que sirve como
cimiento de toda la máquina. Una vez nivelada la máquina se puede asegurar con
pernos de cimentación que se insertan a través de agujeros que tienen este
objetivo y se encuentran cerca de la arista de la base.
Columna
La columna o marco como también se le llama, es un vaciado hueco cuya forma
es de una caja con cobertura en las partes superior e inferior. Además de encerrar
el mecanismo que mueve a la corredera, también encierra una unidad que opera

12. la alimentación automática, y en el cepillo con impulso mecánico, otra unidad que
permite el ajuste de la carrera de la corredera. Las costillas internas mantienen a
la columna permanente rígida. Sus superficies externas soportan tanto a la mesa
que sujeta al trabajo como a la corredera que sujeta la herramienta.
La corredera cruzada o cruceta
Es un vaciado en forma de riel que se encuentra al frente de la columna. Su
función es la de permitir movimientos vertical y horizontal de la mesa.
La silleta
La silleta o mandil, que es comparativamente delgada, es un vaciado plano
localizado entre la cruceta de un lado y la mesa de trabajo en el otro, forma el
escalón de conexión entre estas partes.
Mesa
Es un vaciado de forma rectangular, de construcción de caja con abertura al frente
y al fondo. Todas estas superficies han sido maquinadas con precisión.
Soporte de la mesa
El soporte de la mesa se extiende desde la mesa del trabajo a la base de la
máquina. Su objeto es el de soportar el extremo exterior de la mesa y evitar así la
deflexión que pudiera presentarse, ya sea durante el proceso de corte o inducida
por el peso no soportado de la mesa misma.
Carro
El carro es el miembro largo y comparativamente más estrecho del cepillo,
diseñado para moverse hacia delante y hacia atrás arriba y en la sección
horizontal de la columna. El carro soporta a la herramienta de corte y la guía sobre
el trabajo durante el proceso de corte. Las guías en forma de V, se extienden toda
la longitud de la corredera y junto con las guías de la corredera de la columna,
forman sus superficies guías.
Cabezal de herramientas
Está sujeto al extremo frontal de la corredera. Consiste de la misma pieza que
sirven para sujetar la herramienta cortante, guiar verticalmente a la herramienta y
ajustarla para el corte deseado.

13. Mecanismos de movimiento para un cepillo de manivela
El miembro que acciona la corredera, esto es, la parte que controla el movimiento
de vaivén de la corredera, se llama brazo oscilante. Este vaciado se encuentra
articulado en su extremo inferior por medio de un eje, localizado cerca de la base
de la columna.
Mecanismo de ajuste de carrera
Puesto que los trabajos en el cepillo varían considerablemente en longitud, no
sería práctico usar una máquina con una sola longitud fija de carrera de carro. En
consecuencia, se hace el carro ajustable, para facilitar el trabajo bajo largo y corto.
Esto se logra moviendo el de manivela hacia o lejos del centro de la rueda por
delante.
Mecanismo de cambio de velocidad
La velocidad del cepillo se refiere al número de carreras de corte que hace la
corredera en un minuto. Está determinado por la velocidad de las revoluciones por
minuto del engrane principal o rueda toroidal.
Sistema de lubricación
Se han hecho cambios y diseños mejorados en la construcción de los cepillos no
solamente en la máquina, sino también en los mecanismos que se usan para
entregar un suministro de lubricante, adecuado en todo momento, a las partes que
más probablemente se ven afectados por desgaste. Los cepillos modernos
emplean un sistema de presión y circulación completo para alimentar automática y
continuamente el lubricante a cada una de las partes importantes. Puesto que no
sería práctico extender tubos a todos los puntos que requieren aceite, las partes y
lugares más accesibles que no requieren una lubricación continua deben aún ser
lubricadas por el operario.
Como recipiente de aceite se tiene, ya sea una cámara de engranes en la columna
o un espacio en la base de la máquina bajo la misma columna. Los espacios que
se usan con este fin son prácticamente herméticos para excluir el polvo y
suciedad. Este recipiente, independientemente del lugar donde se encuentre
localizado, se encuentra equipado generalmente de un divisor para mostrar el
nivel de aceite por el interior.

14. Tipos de cepillo
Cepillo tipo biela.
Cepillo de codo hidráulico.
Cepillo de mesa.

15. Cepillo vertical.
Cepillo horizontal